JP3547822B2

JP3547822B2 - Air control valve

Info

Publication number: JP3547822B2
Application number: JP32258694A
Authority: JP
Inventors: 清治渡辺
Original assignee: Fuji Bellows Co Ltd
Current assignee: Fuji Bellows Co Ltd
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JPH08178113A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車用エンジンの吸気系に設けられて、パワーステアリング動作時におけるアイドル回転制御装置用のエアーコントロールバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの吸気系にキャブレタを備えるとともに、パワーステアリングを備えた自動車において、キャブレタにおけるスロットルバルブの前後を連通するバイパス路に弁（エアーコントロールバルブ）を設け、この弁（エアーコントロールバルブ）をパワーステアリング駆動用油圧管路の圧力によって開閉するようにしたアイドルアップ装置を備えたものがある。
自動車に備えられるパワーステアリングは、手動の舵取機構の途中に設けられたサーボ機構の形を取ることが多く、舵取機構の手動による変位が入力信号としてサーボ機構に与えられて、出力機構がそれに追随する動きをするものであり、即ち、手動操作に動力が加勢する形になる。
このようなパワーステアリングの動力源としては、油圧力が現在最も一般に使用されている。
【０００３】
ところで、エンジンがアイドリング状態にある時、あるいは低速回転している時に、車両のステアリング操作を行うと、パワーステアリングの油圧ポンプが作動するので、その負荷がエンジンにかかる。この場合、エンジンは油圧ポンプの負荷で回転数が低下してラフアイドルとなり、ついにはエンジンが停止することもある。
そこで、エンジンのアイドル状態において、ステアリングを操作した場合でも、エンジンの停止等を起こすことのないアイドル回転制御装置用のものとしてエアーコントロールバルブを設けている。
【０００４】
図４は従来のエアーコントロールバルブの感圧部構造を例示したもので、図中、４０，５０は弁筐体、４１，５１は弁部材、４２，５２は受圧部材である。
先ず、図４（ａ）は感圧部の受圧部材としてピストン４２が使用された構造のもので、このピストン４２は、外部に取付ねじ部４３が形成されて底部に圧力導入口４４が形成された弁筐体４０の中心穿設孔に対して摺動自在に組み込まれている。このピストン４２の摺動面の気密は、ピストン４２の環状溝に設けられたＯリング４５とバックアップリング４６によって確保されている。このＯリング４５とバックアップリング４６は、図示のように、１セットで二重に設けられたものが多い。
以上のような感圧部構造による従来のエアーコントロールバルブによれば、図示しないが、車両のステアリングを操作して、パワーステアリング駆動用油圧管路に圧力が作用し、その圧力がピストン４２の圧力導入口４４側に作用すると、ピストン４２が上昇して、その同軸上で上部に設けられた弁部材４１が動作し、図示しない弁部を開閉するようになっている。
【０００５】
また、図４（ｂ）は感圧部の受圧部材として弾性部材からなるダイヤフラム５２が使用された構造のもので、このダイヤフラム５２は、外部に取付ねじ部５３が形成された弁筐体５０のフランジ部５４と気密に嵌合されている。
そして、このダイヤフラム５２の外部は、圧力導入孔５５を形成した保護キャップ５６で補強されている。
以上のような感圧部構造による従来のエアーコントロールバルブによっても、保護キャップ５６の圧力導入孔５５からダイヤフラム５２に対して圧力が作用すると、ダイヤフラム５２の底部が上昇し、その動きがダイヤフラム５２の底部背面側と接する伝達軸５７を介して弁部材５１に伝達される。即ち、弁部材５１が動作して、図示しない弁部を開閉するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した感圧部構造による従来の各エアーコントロールバルブの場合、以下に列挙するような問題がある。
先ず、図４（ａ）に示される感圧部の受圧部材としてピストン４２が使用された構造による従来のエアーコントロールバルブの場合は、以下に列挙する３つの問題がある。
【０００７】
（１）摺動体であるピストン４２の摺動シール部は、摺動しながら完全に気密であることを期待されるものであるが、そのようなことをシール部材であるＯリング４５やバックアップリング４６に期待することには無理がある。
また、シール部材を、図示例のように、二重三重等に多重設定した場合でも、少々の漏洩は出てきてしまう。
【０００８】
（２）ピストン４２の摺動部の完全な気密を狙うあまりに、ピストン４２自体とその組み込まれる摺動孔の寸法精度並びに仕上げ精度が高品質である必要がある。
従って、このために部品が高コストになってしまう。
【０００９】
（３）ピストン４２の摺動部の完全な気密を狙うあまりに、Ｏリング４５やバックアップリング４６を多重に使用することになる。
このため、摺動抵抗が大きくなって、圧力に対する弁部材４１の動き量のヒステリシスが大きくなって、計画通りの働きをしなくなることがある。
そして、結果的に、エンジンのアイドリング回転数が安定しないものとなってしまう。
【００１０】
また、図４（ｂ）に示される感圧部の受圧部材として弾性部材からなるダイヤフラム５２が使用された構造による従来のエアーコントロールバルブの場合には、受圧部材である弾性部材からなるダイヤフラム５２の材質が、実際には、合成ゴムまたは合成樹脂で対処されていることから、圧力の作用による反復繰り返し動作の寿命が、ある一線以上は越すことができないという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、気密性を確保しながら、高コストになるのを抑えるとともに、安定した動作が得られ、しかも、感圧部の受圧部材の反復繰り返し動作の寿命を大幅に延ばせるようにしたエアーコントロールバルブを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決すべく本発明は、エアー導入ポート、このエアー導入ポートに通じる第１弁室、エアー送り出しポート、このエアー送り出しポートに通じる第２弁室、この第２弁室と前記第１弁室とを通じる弁孔、この弁孔を開閉する弁部材、この弁部材を弁閉方向に付勢する弁閉用ばね、外部圧力を受ける感圧部を弁筐体に備え、前記感圧部に作用する外部圧力を前記弁部材に伝達させて、前記弁部材により前記弁孔を開閉動作することで、エアーを前記エアー導入ポート側から前記第１弁室および前記第２弁室を経て前記エアー送り出しポート側へ供給するようにしたエアーコントロールバルブにおいて、前記感圧部に作用する前記外部圧力を受ける受圧部材を、断面が波形形状の金属製ダイヤフラムで構成するとともに、この金属製ダイヤフラムを、その背面に前記弁部材の端面が接するようにして前記弁筐体の内部に対し、前記弁部材のガイド孔を有するダイヤフラム背面板と一体化して周囲を気密に固定して取り付け、さらに、前記ダイヤフラム背面板と弁筐体内に、前記金属製ダイヤフラムの動作制限用の凹部を形成した構成を特徴としている。
【００１３】
【作用】
本発明によれば、弁筐体の内部に周囲を気密に固定して取り付けた金属製ダイヤフラムに外部圧力が作用すると、その外部圧力によって、金属製ダイヤフラムが動作し、弁部材を弁閉用ばねの付勢に抗して押し上げて弁孔を開き、エアー導入ポート側から第１弁室および第２弁室を経てエアー送り出しポート側へエアーをタイミング良く適切に送り出す。
【００１４】
金属製ダイヤフラムを、弁筐体の内部に周囲を気密に固定して取り付けたことにより、気密性が確保される。
また、従来のピストンを廃止したことから、摺動部対策が不要となり、従って、高コストになるのを抑えられる。
さらに、摺動部の摺動抵抗の発生が考えられないことから、安定した動作が得られるようになる。
そして、ダイヤフラムの材質を金属製にしたことから、圧力の作用による繰り返し動作の寿命が大幅に延びる。
さらに本発明によれば、断面が波形形状の金属製ダイヤフラムであることから、上下方向の動作を繰り返しても、ダイヤフラム背面板と一体化した周囲の固定部への動作反力による影響がなく、周囲の固定部の気密が確保される。
そして、ダイヤフラム背面板と弁筐体内に、金属製ダイヤフラムの動作制限用の凹部が形成されていることから、圧力が規定以上に上昇して金属製ダイヤフラムの能力以上の動作が制限される。
しかも、断面が波形形状の金属製ダイヤフラムの上下に充分な作動空間としての凹部が確保されていることから、作用圧力に対しリニアーな変位による動作特性が得られる。
【００１５】
【実施例】
以下に、本発明に係るエアーコントロールバルブの実施例を図１から図３に基づいて説明する。
先ず、図１は本発明を適用した一例としてのエアーコントロールバルブを示すもので、そのエアーコントロールバルブを上方と下方から見た状態を図２（ａ）および（ｂ）に示している。
図１において、１はパワーステアリング駆動用油圧管路の壁面であり、２は弁筐体である。
【００１６】
弁筐体２は、上面が開放された大径部３の下部に中心が同軸上の小径部４を形成した駒形状のものであって、その小径部４の下部に、前記パワーステアリング駆動用油圧管路の壁面１に設けられたねじ孔に気密状にねじ込んで固定される取付ねじ部５を設けている。図中、６はパワーステアリング駆動用油圧管路の壁面１と小径部４の上部との間に介在させた気密確保のためのＯリングである。
なお、大径部３の外周は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、六角形をしていて、これによりエアーコントロールバルブのねじ込み作業時の工具が係合できるようになっている。
【００１７】
以上の弁筐体２の大径部３の内部には、上部の大径段部７、続いて下部に小径段部８が形成されていて、小径部４の底面には、末広がり形状の圧力導入孔９が形成されている。これら大径段部７および小径段部８の内部は、圧力導入孔９と連通するようになっている。
なお、これらの大径段部７、小径段部８および圧力導入孔９は、弁筐体２の同軸上に設けられている。
【００１８】
そして、小径段部８には、前記パワーステアリング駆動用油圧管路の圧力を受けて動作をする感圧部の受圧部材としての金属製ダイヤフラム１０と、その上の中心にガイド孔１２を有する円板形状のダイヤフラム背面板１１とが重ねられて、大径段部７側から周囲のカシメ部１３により強力に固定されている。
即ち、金属製ダイヤフラム１０は、図３にも拡大して示されるように、断面が波形形状をしたもので、ダイヤフラム背面板１１とともに一体化して固定されている。
このような金属製ダイヤフラム１０の取り付けによる気密の確保は、カシメ部１３による固定構造のみでも充分であると考えられるが、さらに完全なものとするために、図示例においては、金属製ダイヤフラム１０の圧力作用側（圧力導入孔９側）の環状溝に納まったＯリング１４を設けている。
【００１９】
ここで、以上の金属製ダイヤフラム１０の上下には、その作動領域を確保するための空間が設けられている。
即ち、ダイヤフラム背面板１１の下面には、金属製ダイヤフラム１０が作用圧を受けて上方へ動作する場合の作動空間としての凹部１５が形成されている。この凹部１５は、圧力が規定以上に上昇して金属製ダイヤフラム１０の能力以上に動作しようとした場合において、その動作の制限部材としての役務を果たす。
また、小径段部８の底面には、後述する弁閉用ばね２９の作用力を受けて金属製ダイヤフラム１０が下方へ動作する場合の作動空間としての凹部１６が形成されている。この凹部１６は、弁閉用ばね２９の作用力が金属製ダイヤフラム１０の動作能力以上になるような場合において、前記凹部１５と同様に、その動作の制限部材としての役務を果たすよう考慮されることもある。
【００２０】
以上によって、金属製ダイヤフラム１０は、周囲のカシメ部１３により強力に固定されているが、その断面が波形形状であること（図３参照）と、上下に充分な作動空間としての凹部１５，１６が確保されていることから、作用圧力に対しリニアーな変位による動作特性が得られるものとなっている。
また、この金属製ダイヤフラム１０は、上下方向への動作を繰り返しても、断面が波形形状であることもあって、動作反力による周囲のカシメ部１３への影響がなく、カシメ部１３による周囲の固定部の気密が確保されている。
【００２１】
そして、弁筐体２の大径部３内の大径段部７には、環状のＯリング支持板１７と、その上部に重ねたポート部材２０が設けられている。
このポート部材２０は、エアー導入ポート２１とエアー送り出しポート２２を一体に備えた兜形状のものであって、その下面側の周囲にＯリング１８介装してＯリング支持板１７上面に重ね、大径段部７の上部開放周縁１９を内側に曲げるカシメ加工により弁筐体２に強固に結合されている。
また、ポート部材２０の内部には、エアー導入ポート２１に通じる第１弁室２３が形成されており、さらに、エアー送り出しポート２２に通じる第２弁室２４が形成されている。これら第１弁室２３と第２弁室２４は、ポート部材２０内の中心に形成した弁孔２５を通じて連通可能である。
【００２２】
以上により弁筐体２の中心軸上に並ぶ第１弁室２３、弁孔２５、第２弁室２４、ガイド孔１２の領域には、頭部に截頭円錐形の弁部２６を有する茸形状をした弁部材２７が配設されている。
即ち、この弁部材２７は、上方にテーパ形状に開いた頭部の截頭円錐形の弁部２６を第１弁室２３に置いて、弁孔２５、第２弁室２４およびガイド孔１２を貫通するように配置されている。この弁部材２７の下端部が、前記金属製ダイヤフラム１０の中央部上面と接触可能となる。
【００２３】
さらに、第１弁室２３の上方開放側には、ばね調整用ねじ部材２８がねじ込まれていて、このばね調整用ねじ部材２８と弁部材２７の弁部２６との間に、弁閉用コイルばね２９を圧縮させて介装している。
この弁閉用コイルばね２９の付勢力によって、常態では截頭円錐形の弁部２６のテーパ形状部が弁孔２５を閉じて、第１の弁室２３と第２の弁室２４との連通を遮断した状態にある。
この状態において、弁部材２７の下端部が、金属製ダイヤフラム１０の中央部の圧力作用側の背面（上面）と接触していることから、この金属製ダイヤフラム１０が圧力導入孔９側からの圧力を受けて動作すると、その動作が直ちに弁部材２７に伝達されるようになっている。
【００２４】
また、ばね調整用ねじ部材２８を回動操作することで、圧力値に対する弁部材２７の開閉位置が調整されるものとなっている。このばね調整用ねじ部材２８は、弁部材２７の開閉位置調整後に螺合部を外側から溶接するか、または、シール剤を塗布して気密処理がなされる。
なお、ポート部材２０について、エアー導入ポート２１と第１弁室２３と連通するための横方向の連通路の加工後、その連通路の外端部を栓部材３０により気密に塞いでいる。
ここで、以上の主力部品の材質について、弁筐体２は金属が、金属製ダイヤフラム１０はステンレス並びにリン青銅等ばね材として使用される金属が、ダイヤフラム背面板１１は合成樹脂または金属が、ポート部材２０は合成樹脂または金属が、弁部材２７は合成樹脂または金属が、それぞれ適切である。
【００２５】
次に、以上の構成によるエアーコントロールバルブの作用並びに動作について説明する。
始めに、弁筐体２の六角形の大径部３に工具を係合して、小径部４とパワーステアリング駆動用油圧管路壁面１との間にＯリング６を介在させ、小径部４の取付ねじ部５をパワーステアリング駆動用油圧管路壁面１のねじ孔に気密状にねじ込んで、エアーコントロールバルブを固定する。また、ポート部材２０のエアー導入ポート２１およびエアー送り出しポート２２を図示しないエンジン吸気系に接続する。
【００２６】
先ず、前記パワーステアリング駆動用油圧管路の圧力が、圧力導入孔９を経て金属製ダイヤフラム１０の面に作用すると、この金属製ダイヤフラム１０が上方へ動作して、弁部材２７が弁閉用コイルばね２９の付勢力に抗して押し上げられ、弁部２６が弁孔２５から上方へ離れて弁開し、エアー導入ポート２１側のエアーが第１弁室２３から弁孔２５を通り第２弁室２４を経てエアー送り出しポート２２側へタイミング良く適切に送り出される。
また、前記パワーステアリング駆動用油圧管路の圧力が下がれば、弁部材２７は弁閉用コイルばね２９の付勢力により押し下げられ、これにより金属製ダイヤフラム１０も同様に押し下げられ、降下した圧力とバランスした位置で停止する。そして、前述とは違った量のエアーを送り出す。
このように、弁部材２７は圧力に変動に追随して動作する。
【００２７】
以上の通り、本発明のエアーコントロールバルブは、前述した作用を有することから、従来の課題であった下記の問題を解決することができる。
先ず、従来のエアーコントロールバルブの図４（ａ）に示される感圧部構造との比較においては以下の通りである。
【００２８】
（１）従来の摺動部の完全な気密の確保が困難であったことに対して
金属製ダイヤフラム１０を弁筐体２の小径段部８に対し周囲のカシメ部１３により強力に固定し、さらに、金属製ダイヤフラム１０の圧力作用側（圧力導入孔９側）にＯリング１４を設けたことにより、気密を完全に確保することができる。
（２）従来の完全な気密を狙うあまりの部品精度の高品質化、高コスト化に対して
従来のピストンを廃止した構成にしたことから、この問題は全く考慮せずとも良くなり、高コストからも逃れることができる。
（３）従来の摺動抵抗が大で、弁が計画通りに動作せず、エンジンのアイドリング回転数が安定しないことに対して
前記（１），（２）の状況から、摺動部の摺動抵抗の発生が考えられないものであり、安定した動作が得られる。
【００２９】
また、従来のエアーコントロールバルブの図４（ｂ）に示される感圧部構造との比較においては次の通りである。
ダイヤフラム１０の材質を金属製にしたことから、圧力の作用による繰り返し動作の寿命が大幅に延びる。
【００３０】
なお、以上の実施例においては、自動車用エンジンの吸気系に設けられて、パワーステアリング動作時におけるアイドル回転制御装置用のエアーコントロールバルブとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の用途に適用してもよい。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るエアーコントロールバルブによれば、感圧部の受圧部材としての金属製ダイヤフラムを、その背面に弁部材の端面が接するようにして弁筐体の内部に対し周囲を気密に固定して取り付けた構成としたため、以下に列挙する効果を発揮することができる。
【００３２】
（１）金属製ダイヤフラムを、弁筐体の内部に周囲を気密に固定して取り付けたため、気密性を確保することができる。
（２）従来のピストンを廃止したため、摺動部対策を不要なものにでき、従って、高コストになるのを抑えることができる。
（３）摺動部の摺動抵抗の発生が考えられないため、安定した動作を得ることができる。
（４）ダイヤフラムの材質を金属製にしたため、圧力の作用による繰り返し動作の寿命を従来と比較して大幅に延ばすことができる。
さらに本発明に係るエアーコントロールバルブによれば、断面が波形形状の金属製ダイヤフラムとしたため、上下方向の動作を繰り返しても、ダイヤフラム背面板と一体化した周囲の固定部への動作反力による影響がなく、周囲の固定部の気密を確保することができる。
そして、ダイヤフラム背面板と弁筐体内に、金属製ダイヤフラムの動作制限用の凹部を形成したため、圧力が規定以上に上昇して金属製ダイヤフラムの能力以上の動作を防止することができる。
しかも、断面が波形形状の金属製ダイヤフラムの上下に充分な作動空間としての凹部が確保されているため、作用圧力に対しリニアーな変位による動作特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一例としてのエアーコントロールバルブを示す中央縦断正面図である。
【図２】図１のエアーコントロールバルブを上方と下方から見た状態を示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。
【図３】図１のエアーコントロールバルブに使用される金属製ダイヤフラムの一般的断面形状を示した拡大図である。
【図４】従来のエアーコントロールバルブの感圧部構造を例示したもので、（ａ）は感圧部の受圧部材としてピストンが使用された構造のものを示す要部の中央縦断正面図、（ｂ）は感圧部の受圧部材として弾性部材からなるダイヤフラムが使用された構造のものを示す要部の中央縦断正面図である。
【符号の説明】
１パワーステアリング駆動用油圧管路の壁面
２弁筐体
５取付ねじ部
７大径段部
８小径段部
９圧力導入孔
１０金属製ダイヤフラム
１１ダイヤフラム背面板
１５，１６ダイヤフラム動作用の凹部
２０ポート部材
２１エアー導入ポート
２２エアー送り出しポート
２３第１弁室
２４第２弁室
２５弁孔
２６弁部
２７弁部材
２８ばね調整用ねじ部材
２９弁閉用ばね[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an air control valve provided in an intake system of an automobile engine and used for an idle rotation control device during a power steering operation.
[0002]
[Prior art]
In vehicles equipped with a carburetor in the intake system of the engine and equipped with a power steering, a valve (air control valve) is provided in a bypass that connects the front and rear of the throttle valve in the carburetor, and this valve (air control valve) is driven by power steering There is an apparatus provided with an idle-up device that is opened and closed by the pressure of a hydraulic line for use.
Power steering provided in automobiles often takes the form of a servo mechanism provided in the middle of a manual steering mechanism, and the manual displacement of the steering mechanism is given to the servo mechanism as an input signal, and the output mechanism is The movement follows the movement, that is, the power is added to the manual operation.
As a power source for such power steering, hydraulic pressure is currently most commonly used.
[0003]
By the way, when the steering operation of the vehicle is performed while the engine is in an idling state or rotating at a low speed, the hydraulic pump of the power steering operates, and the load is applied to the engine. In this case, the engine speed decreases due to the load of the hydraulic pump, and the engine becomes rough idle, and eventually the engine may stop.
Therefore, an air control valve is provided for an idle rotation control device that does not stop the engine even when the steering is operated in an idle state of the engine.
[0004]
FIG. 4 exemplifies the structure of a pressure sensing portion of a conventional air control valve. In the figure, reference numerals 40 and 50 denote valve housings, 41 and 51 denote valve members, and 42 and 52 denote pressure receiving members.
First, FIG. 4A shows a structure in which a piston 42 is used as a pressure-receiving member of a pressure-sensitive portion. The piston 42 has a mounting screw portion 43 formed outside and a pressure inlet 44 formed at the bottom. The valve housing 40 is slidably incorporated in a center bore hole of the valve housing 40. The airtightness of the sliding surface of the piston 42 is ensured by an O-ring 45 and a backup ring 46 provided in an annular groove of the piston 42. The O-ring 45 and the backup ring 46 are often provided as a single set as shown in FIG.
According to the conventional air control valve having the above-described pressure-sensitive portion structure, although not shown, the steering of the vehicle is operated to apply pressure to the hydraulic pipe for driving the power steering, and the pressure is applied to the pressure of the piston 42. When acting on the introduction port 44 side, the piston 42 rises, and the valve member 41 provided at the upper part operates coaxially with the piston 42 to open and close a valve unit (not shown).
[0005]
FIG. 4B shows a structure in which a diaphragm 52 made of an elastic member is used as a pressure-receiving member of the pressure-sensitive portion. This diaphragm 52 is formed of a valve housing 50 having a mounting screw portion 53 formed outside. It is fitted airtight with the flange portion 54.
The outside of the diaphragm 52 is reinforced by a protective cap 56 having a pressure introduction hole 55 formed therein.
Even with the conventional air control valve having the above-described pressure-sensitive portion structure, when pressure acts on the diaphragm 52 from the pressure introduction hole 55 of the protective cap 56, the bottom of the diaphragm 52 rises, and the movement of the diaphragm 52 increases. The power is transmitted to the valve member 51 via the transmission shaft 57 which is in contact with the bottom rear side. That is, the valve member 51 operates to open and close a valve unit (not shown).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of each conventional air control valve having the above-described pressure-sensitive portion structure, there are the following problems.
First, in the case of the conventional air control valve having a structure in which the piston 42 is used as the pressure receiving member of the pressure sensing portion shown in FIG. 4A, there are three problems listed below.
[0007]
(1) The sliding seal of the piston 42, which is a sliding body, is expected to be completely airtight while sliding. There is no way to expect something from 46.
Further, even if the seal members are multiplexed in a double or triple manner as in the illustrated example, a small amount of leakage will occur.
[0008]
(2) The dimensional accuracy and the finishing accuracy of the piston 42 itself and the slide hole in which the piston 42 itself and the built-in sliding hole need to be of high quality, so that the sliding portion of the piston 42 is completely airtight.
Therefore, this results in high cost parts.
[0009]
(3) The O-ring 45 and the backup ring 46 are used in multiple layers, so that the sliding portion of the piston 42 is completely airtight.
For this reason, the sliding resistance increases, the hysteresis of the amount of movement of the valve member 41 with respect to the pressure increases, and the function may not work as planned.
As a result, the idling speed of the engine becomes unstable.
[0010]
In the case of a conventional air control valve having a structure in which a diaphragm 52 made of an elastic member is used as a pressure-receiving member of the pressure-sensitive portion shown in FIG. 4B, the diaphragm 52 made of an elastic member that is a pressure-receiving member is used. Since the material is actually dealt with by synthetic rubber or synthetic resin, there is a problem that the life of the repetitive repetitive operation by the action of pressure cannot exceed a certain line.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to suppress the increase in cost while ensuring airtightness, to obtain a stable operation, and to significantly extend the life of the repetitive and repetitive operation of the pressure-receiving member of the pressure-sensitive portion. To provide an air control valve.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides an air introduction port, a first valve chamber communicating with the air introduction port, an air delivery port, a second valve chamber communicating with the air delivery port, the second valve chamber and the first valve chamber. The valve housing includes a valve hole that communicates with a valve chamber, a valve member that opens and closes the valve hole, a valve closing spring that urges the valve member in a valve closing direction, and a pressure-sensitive portion that receives an external pressure. By transmitting the external pressure acting on the portion to the valve member and opening and closing the valve hole by the valve member, air is passed from the air introduction port side through the first valve chamber and the second valve chamber. in air control valve so as to supply to the air delivery port side, the pressure receiving member for receiving the external pressure acting on the pressure sensing, with cross-section is composed of a metallic diaphragm of the waveform shape, the metal The Iyafuramu, to the interior of the valve end surface is in contact way the valve housing member on the back, attached by fixing the periphery airtightly integrated with a diaphragm back plate having a guide hole of the valve member, further A feature is that a concave portion for restricting the operation of the metal diaphragm is formed in the diaphragm back plate and the valve housing .
[0013]
[Action]
According to the present invention, when an external pressure acts on a metal diaphragm which is fixed to the inside of the valve housing in a gas-tight manner, the metal diaphragm operates by the external pressure, and the valve member is closed by a valve closing spring. The valve hole is opened by pushing up against the urging force, and the air is appropriately and properly sent from the air introduction port side to the air delivery port side via the first valve chamber and the second valve chamber.
[0014]
The airtightness is ensured by attaching the metal diaphragm to the inside of the valve housing with the surrounding airtightly fixed.
In addition, since the conventional piston is abolished, measures for the sliding portion are not required, so that the cost can be suppressed.
Further, since the occurrence of the sliding resistance of the sliding portion cannot be considered, a stable operation can be obtained.
And since the material of the diaphragm is made of metal, the life of the repetitive operation by the action of pressure is greatly extended.
Furthermore, according to the present invention, since the cross section is a metal diaphragm having a corrugated shape, even if the operation in the vertical direction is repeated, there is no influence by the operation reaction force to the peripheral fixed portion integrated with the diaphragm back plate, Airtightness of the surrounding fixed part is ensured.
And since the concave part for restricting the operation of the metal diaphragm is formed in the diaphragm back plate and the valve housing, the pressure rises more than a specified value, and the operation of the metal diaphragm beyond the capacity is restricted.
In addition, since a concave portion as a sufficient working space is secured above and below the metal diaphragm having a corrugated cross section, operating characteristics can be obtained by a linear displacement with respect to the applied pressure.
[0015]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of an air control valve according to the present invention will be described with reference to FIGS.
First, FIG. 1 shows an air control valve as an example to which the present invention is applied, and FIGS. 2A and 2B show the air control valve as viewed from above and below.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a wall surface of a hydraulic pipeline for driving a power steering, and reference numeral 2 denotes a valve housing.
[0016]
The valve housing 2 is of a piece shape in which a small-diameter portion 4 whose center is coaxial is formed below a large-diameter portion 3 having an open upper surface. A mounting screw portion 5 is provided which is screwed and fixed airtightly into a screw hole provided in the wall surface 1 of the hydraulic pipeline. In the drawing, reference numeral 6 denotes an O-ring for ensuring airtightness, which is interposed between the wall surface 1 of the power steering drive hydraulic pipeline and the upper portion of the small diameter portion 4.
The outer periphery of the large diameter portion 3 has a hexagonal shape as shown in FIGS. 2A and 2B, so that a tool can be engaged when screwing the air control valve. I have.
[0017]
Inside the large-diameter portion 3 of the valve housing 2, an upper large-diameter step portion 7 is formed, and then a small-diameter step portion 8 is formed at a lower portion. An introduction hole 9 is formed. The insides of the large-diameter step portion 7 and the small-diameter step portion 8 communicate with the pressure introducing hole 9.
The large-diameter step portion 7, the small-diameter step portion 8, and the pressure introducing hole 9 are provided coaxially with the valve housing 2.
[0018]
The small-diameter step portion 8 has a metal diaphragm 10 as a pressure-receiving member of a pressure-sensitive portion that operates by receiving the pressure of the power steering drive hydraulic pipeline, and a circle having a guide hole 12 at the center thereof. A plate-shaped diaphragm back plate 11 is overlapped and strongly fixed by the caulking portion 13 around the large-diameter step portion 7.
That is, the metal diaphragm 10 has a corrugated cross section as shown in FIG. 3 in an enlarged manner, and is integrally fixed together with the diaphragm back plate 11.
It is considered that the airtightness secured by the attachment of the metal diaphragm 10 is sufficient only by the fixing structure by the caulking portion 13. However, in order to make the metal diaphragm 10 more complete, in the illustrated example, the metal diaphragm 10 is secured. An O-ring 14 is provided in the annular groove on the pressure acting side (the pressure introducing hole 9 side).
[0019]
Here, spaces above and below the metal diaphragm 10 are provided for securing an operation area thereof.
That is, on the lower surface of the diaphragm back plate 11, a concave portion 15 is formed as an operating space when the metal diaphragm 10 is operated upward by receiving an operation pressure. The concave portion 15 serves as a member for restricting the operation when the pressure rises more than a specified value and the diaphragm 15 is operated to exceed the capacity of the metal diaphragm 10.
A recess 16 is formed in the bottom surface of the small-diameter stepped portion 8 as an operating space when the metal diaphragm 10 moves downward under the action of a valve closing spring 29 described later. When the acting force of the valve closing spring 29 is equal to or greater than the operating capability of the metal diaphragm 10, the concave portion 16 is considered to serve as a restricting member of the operation, similarly to the concave portion 15. Sometimes.
[0020]
As described above, the metal diaphragm 10 is strongly fixed by the caulking portion 13 around it. However, when the cross section is corrugated (see FIG. 3), the concave portions 15 and 16 serving as sufficient working spaces vertically are provided. As a result, operating characteristics due to linear displacement with respect to the applied pressure can be obtained.
Further, even if the metal diaphragm 10 repeats the operation in the vertical direction, the cross section has a waveform shape even when the operation in the vertical direction is repeated. The airtightness of the fixing part is secured.
[0021]
The large-diameter step portion 7 in the large-diameter portion 3 of the valve housing 2 is provided with an annular O-ring support plate 17 and a port member 20 superposed thereon.
The port member 20 is of a helmet shape integrally provided with an air introduction port 21 and an air delivery port 22, and has an O-ring 18 interposed around the lower surface thereof and is superposed on the upper surface of the O-ring support plate 17. The upper opening edge 19 of the large-diameter step portion 7 is firmly connected to the valve housing 2 by crimping to bend inward.
Further, a first valve chamber 23 communicating with the air introduction port 21 is formed inside the port member 20, and a second valve chamber 24 communicating with the air delivery port 22 is further formed. The first valve chamber 23 and the second valve chamber 24 can communicate with each other through a valve hole 25 formed in the center of the port member 20.
[0022]
As described above, in the area of the first valve chamber 23, the valve hole 25, the second valve chamber 24, and the guide hole 12 arranged on the central axis of the valve housing 2, a mushroom having a frusto-conical valve portion 26 at the head is provided. A valve member 27 having a shape is provided.
That is, in this valve member 27, a frusto-conical valve portion 26 having a head portion tapered upward is placed in the first valve chamber 23, and the valve hole 25, the second valve chamber 24, and the guide hole 12 are formed. It is arranged to penetrate. The lower end of the valve member 27 can come into contact with the upper surface of the central part of the metal diaphragm 10.
[0023]
Further, a screw member 28 for spring adjustment is screwed into the upper open side of the first valve chamber 23, and a valve closing coil is provided between the screw member 28 for spring adjustment and the valve portion 26 of the valve member 27. The spring 29 is compressed and interposed.
By the urging force of the valve closing coil spring 29, the tapered portion of the frusto-conical valve portion 26 normally closes the valve hole 25, and the communication between the first valve chamber 23 and the second valve chamber 24 is established. Is shut off.
In this state, since the lower end of the valve member 27 is in contact with the back surface (upper surface) on the pressure acting side of the central portion of the metal diaphragm 10, the pressure of the metal diaphragm 10 from the pressure introduction hole 9 side increases. Upon receiving the operation, the operation is immediately transmitted to the valve member 27.
[0024]
Further, the opening and closing position of the valve member 27 with respect to the pressure value is adjusted by rotating the screw member 28 for spring adjustment. After adjusting the opening and closing position of the valve member 27, the spring adjusting screw member 28 is hermetically sealed by welding the threaded portion from the outside or applying a sealing agent.
In the port member 20, after forming a lateral communication path for communicating with the air introduction port 21 and the first valve chamber 23, the outer end of the communication path is airtightly closed by a plug member 30.
Here, regarding the materials of the above main components, the valve housing 2 is made of metal, the metal diaphragm 10 is made of metal used as a spring material such as stainless steel and phosphor bronze, and the diaphragm back plate 11 is made of synthetic resin or metal. The member 20 is suitably made of synthetic resin or metal, and the valve member 27 is suitably made of synthetic resin or metal.
[0025]
Next, the operation and operation of the air control valve having the above configuration will be described.
First, a tool is engaged with the large-diameter portion 3 of the hexagonal shape of the valve housing 2, and an O-ring 6 is interposed between the small-diameter portion 4 and the wall surface 1 of the hydraulic pipe for driving the power steering. The air control valve is fixed by screwing the mounting screw portion 5 in a threaded manner into the screw hole of the hydraulic steering channel wall 1 for power steering. The air introduction port 21 and the air delivery port 22 of the port member 20 are connected to an engine intake system (not shown).
[0026]
First, when the pressure of the hydraulic pipe for driving the power steering acts on the surface of the metal diaphragm 10 through the pressure introducing hole 9, the metal diaphragm 10 operates upward, and the valve member 27 moves the valve closing coil. The valve portion 26 is lifted up against the urging force of the spring 29, the valve portion 26 is separated upward from the valve hole 25, and the valve is opened, and the air on the side of the air introduction port 21 passes from the first valve chamber 23 through the valve hole 25 to the second valve. Through the chamber 24, the air is properly and appropriately sent to the air sending port 22 side.
When the pressure in the power steering drive hydraulic line is reduced, the valve member 27 is pushed down by the urging force of the valve closing coil spring 29, whereby the metal diaphragm 10 is similarly pushed down, and the reduced pressure is balanced with the lowered pressure. Stop at the specified position. Then, a different amount of air is sent out.
As described above, the valve member 27 operates following the fluctuation in the pressure.
[0027]
As described above, since the air control valve of the present invention has the above-described effects, the following problems, which have been problems in the related art, can be solved.
First, the comparison of the conventional air control valve with the pressure-sensitive part structure shown in FIG. 4A is as follows.
[0028]
(1) The metal diaphragm 10 is strongly fixed to the small-diameter step portion 8 of the valve housing 2 by the surrounding caulking portion 13 because it is difficult to secure the complete airtightness of the conventional sliding portion, Further, by providing the O-ring 14 on the pressure acting side (the pressure introducing hole 9 side) of the metal diaphragm 10, airtightness can be completely ensured.
(2) Since the conventional piston is abolished in order to improve the quality and cost of the parts, which are too high in aiming for perfect airtightness, this problem can be eliminated without considering the problem at all. Can escape from
(3) The conventional sliding resistance is large, the valve does not operate as planned, and the idling speed of the engine is not stable. Generation of dynamic resistance cannot be considered, and stable operation can be obtained.
[0029]
The comparison between the conventional air control valve and the pressure-sensitive part structure shown in FIG. 4B is as follows.
Since the material of the diaphragm 10 is made of metal, the life of the repetitive operation by the action of pressure is greatly extended.
[0030]
In the above embodiments, the air control valve is provided in the intake system of the vehicle engine and is used for the idle rotation control device during the power steering operation.However, the present invention is not limited to this. It may be applied to other uses.
In addition, it goes without saying that specific detailed structures and the like can be appropriately changed.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the air control valve according to the present invention, the metal diaphragm as the pressure-receiving member of the pressure-sensitive portion is arranged such that the end face of the valve member is in contact with the back surface and the periphery of the inside of the valve housing. The airtightly fixed configuration allows the following effects to be exhibited.
[0032]
(1) Since the metal diaphragm is attached to the inside of the valve housing with the periphery fixed in an airtight manner, the airtightness can be ensured.
(2) Since the conventional piston is abolished, measures against the sliding portion can be made unnecessary, and therefore, the cost can be suppressed.
(3) Stable operation can be obtained because the occurrence of sliding resistance of the sliding portion is not considered.
(4) Since the material of the diaphragm is made of metal, the life of the repetitive operation by the action of pressure can be greatly extended as compared with the conventional case.
Furthermore, according to the air control valve according to the present invention, since the cross section is a metal diaphragm having a corrugated shape, even if the operation in the vertical direction is repeated, the influence of the operation reaction force on the peripheral fixed portion integrated with the diaphragm back plate is obtained. Therefore, the airtightness of the surrounding fixed portion can be ensured.
Further, since the concave portion for restricting the operation of the metal diaphragm is formed in the diaphragm back plate and the valve housing, the pressure rises more than a specified value, so that the operation of the metal diaphragm beyond the capability can be prevented.
In addition, since a concave portion as a sufficient working space is secured above and below the metal diaphragm having a corrugated cross section, operating characteristics can be obtained by a linear displacement with respect to the applied pressure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a central vertical sectional front view showing an air control valve as an example to which the present invention is applied.
FIGS. 2A and 2B show a state in which the air control valve of FIG. 1 is viewed from above and below, wherein FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a bottom view.
FIG. 3 is an enlarged view showing a general cross-sectional shape of a metal diaphragm used for the air control valve of FIG.
4A and 4B illustrate a pressure-sensitive portion structure of a conventional air control valve. FIG. 4A is a front view of a central longitudinal section of a main portion showing a structure in which a piston is used as a pressure-receiving member of the pressure-sensitive portion. FIG. 2B is a front view of a central longitudinal section of a main part showing a structure in which a diaphragm made of an elastic member is used as a pressure receiving member of the pressure sensing unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wall surface of hydraulic pipeline for power steering drive 2 Valve housing 5 Mounting screw part 7 Large diameter step part 8 Small diameter step part 9 Pressure introduction hole 10 Metal diaphragm 11 Diaphragm back plate 15, 16 Depression 20 for diaphragm operation Port member 21 air introduction port 22 air delivery port 23 first valve chamber 24 second valve chamber 25 valve hole 26 valve portion 27 valve member 28 spring adjusting screw member 29 valve closing spring

Claims

An air introduction port, a first valve chamber communicating with the air introduction port, an air delivery port, a second valve chamber communicating with the air delivery port, a valve hole communicating between the second valve chamber and the first valve chamber, and the valve hole A valve member that opens and closes, a valve closing spring that urges the valve member in the valve closing direction, and a pressure sensitive portion that receives external pressure is provided in the valve housing,
By transmitting an external pressure acting on the pressure sensing portion to the valve member and opening and closing the valve hole by the valve member, air is supplied from the air introduction port side to the first valve chamber and the second valve. In an air control valve that is supplied to the air delivery port side through a chamber,
A pressure-receiving member that receives the external pressure acting on the pressure-sensitive portion , the cross-section is configured by a corrugated metal diaphragm,
This metal diaphragm is integrated with a diaphragm back plate having a guide hole for the valve member, and the periphery thereof is air-tightly fixed to the inside of the valve housing so that the end surface of the valve member contacts the back surface. Mounting ,
An air control valve , wherein a concave portion for restricting the operation of the metal diaphragm is formed in the diaphragm rear plate and the valve housing .